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Was ist ein A/D-Wandler?

A/D-Wandler-Konfiguration 4 (ΔΣ-Typ)

Betrieb

Nach der Überabtastung des analogen Signals wird dieses durch ΔΣ-Modulation in eine Reihe von Pulsen umgewandelt, die den Amplituden des analogen Signals entsprechen. Die Umwandlung in digitale Signale zur ursprünglichen Testrate wird abgeschlossen, indem mit einem digitalen Filter Daten gefiltert und bandexterne Geräusche entfernt werden.

Überabtastung

Der Quantifizierungsfehler wird durch das Testen mit einer höheren Rate als der ursprünglichen Testfrequenz reduziert.

Testfrequenz
Δ Σ-Modulation

Der Unterschied (Δ) zwischen der DAC-Ausgangsspannung und der getesteten Spannung (durch Überabtastung) wird mithilfe eines Integrators summiert. Die getesteten Werte werden dann in eine Reihe von Pulsen umgewandelt, indem sie mithilfe eines Komparators mit einer Referenzspannung verglichen werden.
Die Ausgangspulse werden zurück in den Eingang geleitet (was um eine Testoperation verzögert geschieht), wodurch der Quantifizierungsfehler, der am Komparator im Tieffrequenzbereich generiert wurde, reduziert wird. Hierfür ist eine Modulation nötig, damit dieser bei höheren Frequenzen größer wird.

ΔΣ-Modulations-Image

Der Pulsreihenausgang aus dem ΔΣ-Modulator zeigt neben der ursprünglichen Signalkomponente häufig eine große Quantifizierungsfehlerkomponente im Hochfrequenzbereich. Da diese Komponenten in der Frequenz getrennt sind, ist es leichter, nur die Quantifizierungsfehlerkomponente mithilfe eines digitalen Filters zu entfernen und eine höhere Auflösung zu erreichen als mit anderen Methoden.

Merkmale
  • Gehört zu den A/D-Wandlern mit der höchsten Auflösung (bis zu 24 Bit)
  • Relativ niedrige Umwandlungsgeschwindigkeit (max. Testfrequenz von 200 kHz)
  • Ist wegen der schlechten Reaktionszeit nicht geeignet für Anwendungen, die einen Multiplexer mit dem Eingang verbinden, um zwischen analogen Signalquellen wechseln zu können.
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